Introducción A La Energía Solar Solarimetría 2017

 

Introducc Introd ucción ión a la Energía Energía Solar Solar Solarimetría

Ismael Antonio Sánchez Depto. de Ciencias Energéticas

¿Qué estudiaremos? • • • •

Medición de la Radiación Solar  Irradiancia e Irradiación Brillo Solar  Potencial de Energía Solar en El E l Salvador 

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SOLARIMETRIA • Para cuantificar la disponibilidad de energía solar en El Salvador se registra el brillo solar, la irradiancia y la irradiación solar ó radiación solar. • Los parámetros anteriormente mencionados constituyen la base para la mayoría de las actividades relacionada con el desarrollo de modelos y para la investigación aplicada (sistemas fotovoltaicos, solares térmicos y otras aplicaciones).

RADIACION SOLAR

BRILLO SOLAR (n): Representa el número de horas durante las cuales el nivel de irradiancia es superior a los 150 W/m2 y es capaz de producir efectos útiles (calentar o generar electricidad). NO CONFUNDIR CON Horas de sol o Duración del día (N): la cantidad de horas que transcurren desde que la altitud solar en la mañana es 0° y vuelve a ser 0° en la tarde.

2

 

• Irradiancia (W/m2) : Es la rapidez con la que la energía radiante incide sobre la unidad de área de una superficie. • Irradiación ((kWh/m2) o (J/m2)): Es la energía incidente sobre la unidad de área de una superficie. Se calcula por la integración de la irradiancia dentro de un tiempo específico, usualmente una hora o un día.

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MOVI OVIMIEN MIENTO TOS S APAR AREN ENTES TES DEL SOL

2

IRRADIANCIA SOLAR SOLAR ( W/m )

150

4

 

Los componentes de la radiación solar 

Energía inagotable del Sol

2-3

5

 

• Radiación Directa: es la radiación solar  que incide sobre la superficie de la Tierra sin haber sido afectada (dispersada) por la

atmósfera. • Radiación Difusa: Es la radiación solar  recibida desde el sol después que su dirección ha sido cambiada debido a efectos de reflexión, difusión y absorción de la materia atmosférica. • Radiación total: Es la suma de la radiación directa y difusa sobre una superficie.

POS OSIC ICIÓ IÓN N DE DEL L SOL DURANTE EL DÍA • Acimut Solar γs: Es el desplazamiento angular desde el sur de la proyección de la radiación directa sobre el plano horizontal. Se considera hacia el Este negativo y al Oeste positivo. • Altitud Solar αs: Es el ángulo entre el plano horizontal y la línea hacia el sol. Puede vari variar ar entre 0° y 90°.

6

 

6

JUN

DIC

MEDICION DE LA RADIACIÓN GLOBAL • El actinógrafo tipo Robitzch: este instrumento mecánico mecánico suministra un registro continuo de la radiación global que incide sobra la superficie.  – Utiliza tres láminas bimetálicas, dos blancas y una negra colocadas una al lado de la otra en un mismo plano y de manera que las tres se curven hacia abajo al aumentar la temperatura.  – Las dos láminas blancas están pintadas de un pigmento de gran poder reflector y la negra cubierta con una capa de laca óptica de Parson, que absorbe absorbe alta y uniformemente uniformemente la radiación en todas las longitudes de onda.  – De un lado de las tres láminas están unidas y del otro las blancas están fijas a un soporte y la negra queda libre, moviendo una palanca que transmite mecánicamente su movimiento al registrador de pluma. ENERGIAS RENOVABLES

RADIACION SOLAR

7

 

ACTINOGRAFO TIPO ROBITZCH

8

 

Piranóme Piranó metro tro Tér Térmic mico o • Se co const nstitituy uye e por por una una pi pila la termoeléctrica contenida en un alojamiento con dos semiesferas de cristal. La pila termoeléctrica está constituida por una serie de termopares colocados horizontalmente, cuyos extremos están soldados con unas barras de cobre verticales solidarias a una placa de latón maciza. El conjunto está pintado con un barniz negro, para absorber la radiación. El flujo de calor originado por la radiación se transmite a la termopila, generándose una tensión eléctrica proporcional a la diferencia de temperatura entre los metales de los termopares.

TERMOPAR

9

 

Piranó anómet metro ro Tér Térmic mico o Zip ZippZo pZonne nnen n Pir

Irradiancia, 23 septiembre 2009

1200

1000

800

    2

   m      /     W600

400

200

0

    5    3    1    9    7    5    3    1    9    7    5    3    1    9    7    5    3    1    9    7    5    3    1    9    7    5    3    1    9    7    5    3    1    9    7    5    3    1    9    7    5     4    :    :     4    :     2    :     0    :     5    :     3    :     1    :     5    :     3    :     2    :     0    :     4    :     2    :     0    :     5    :     3    :     1    :     5    :     3    :     2    :     0    :     4    :     2    :     0    :     5    :     3    :     1    :     5    :     3    :     2    :     0    :     4    :     2    :     0    :     5    :     3    :     1    :     5    :     3    :     2    :     0     5    6    6    6    6    7    7    7    8    8    8    9    9    9    9    0    0    0    1    1    1    2    2    2    2    3    3    3    4    4    4    5    5    5    5    6    6    6    7    7    7     0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    0    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1    1

10

 

Irradiancia, 10 de octubre de 2009

700

600

500

    2

   m      /     W

400

300

200

100

0        5        0       5        0       5        0        5        0       5        0       5        0        5        0       5        0       5        0        5        0        5        0       5        0       5        0        5        0       5        0       5        0        5        0       5        0       5        0       5        0        5        0       5        0       5        0        5        0         4        0        1        3        4        0        1        3        4        0        1        3        4        0        1        3        4        0        1        3        4        0        1        3        4        0        1        3        4        0        1        3        4        0        1        3        4        0        1        3        4        0        1        3        4        0        1        3      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :      :        5        6        6        6        6       7        7       7       7        8        8        8        8        9        9        9        9        0        0        0        0        1        1        1        1        2        2        2        2        3        3        3        3        4        4        4        4        5       5       5        5        6        6        6        6       7        7       7         0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1        1

BRILLO SOLAR • El heliógrafo tipo Campbell-Stokes está constituido por una esfera e cristal pulimentada de 10cm de diámetro, diáme tro, sostenid sostenidaa por un semian semianillo illo metáli metálico co de dos tornillos de empalme. De tal manera que los rayos del sol se enfoquen en la superficie de una tira de cartón, sujeta a un casco metálico que va unida al arco. • El rayo de sol causa la quemadura del cartón, marcando en su superficie las horas de sol luz. La intensidad mínima para que el cartón se queme es de 150 W/m 2.

RADIACION SOLAR

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HELIOGRAFO

TIPO CAMPBELL STOKES

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http://cef.uca.edu.sv/index.php?rutina=proyectos

Radiacion Solar Global Global El Salvador (kWh (kWh/m /m2 dia)  Ahuachapan 725 msnm

Nueva Concepción 320 msnm

Las Pilas 1960 msnm

Montecristo 1851 msnm

San Salvador   Apastepeque 700 msnm 570 msnm

La Carrera 75 msnm

Solar  Extraterrestre

Ene

 

5.08

4.78

3.75

4.49

4.77

4.60

4. 91

8. 33

Feb

 

5.48

5.26

4.06

4.77

5.23

5.18

5. 35

9. 17

Mar 

 

5.81

5.56

4.49

4.76

5.43

5.32

5. 54

9. 98

 Abr 

 

5.62

5.47

4.25

4.15

5.41

5.10

5. 20

10. 47

May

 

5.17

5.04

3.79

3.53

4.74

4.82

4. 82

10. 53

Jun

 

4.97

5.09

3.74

3.54

4.89

4.66

4. 80

10. 45

Jul

 

5.61 5.

5.38

4.12

4.70

5.45

5.12

5. 37

10. 44

 Ago

 

5.30

5.42

4.24

3.98

5.08

5.14

5. 42

10. 43

Sep

 

4.61

4.97

3.33

3.26

4.56

4.57

4. 82

10. 10

Oct

 

4.79

4.97

3.58

3.83

4.58

4.46

4. 81

9. 36

Nov

 

4.93

4.80

3.41

4.18

4.76

4.55

4. 76

8. 50

Dic

 

4.83 4.

4.57

3.47

4.15

4.71

4.38

4. 69

8. 06

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Radiacion Solar Global Sitios El Salvador (MJ/m2 dia)  Ahuachapan 725 msnm

Nueva Concepción 320 msnm

Las Pilas 1960 msnm

Montecristo 1851 msnm

San Salvador   Apastepeque 700 msnm 570 msnm

La Carrera 75 msnm

Solar  Extraterrestre

Ene

 

18.28 18

17.22

13.51

16.17

17.16

16.55

17.67

30.00

Feb

 

19.73 19

18.94

14.60

17.17

18.84

18.66

19.27

33.00

Mar 

 

20.93 20

20.01

16.16

17.13

19.55

19.14

19.93

35.91

 Abr 

 

20.22 20

19.71

15.31

14.95

19.47

18.37

18.72

37.68

May

 

18.63 18

18.16

13.63

12.72

17.06

17.35

17.35

37.91

Jun

 

17.90 17

18.33

13.45

12.76

17.60

16.78

17.29

37.62

Jul

 

2 0.19 20

19.35

14.84

16.91

19.62

18.43

19.35

37.60

 Ago

 

19.09 19

19.51

15.27

14.33

18.30

18.49

19.51

37.54

Sep

 

16.60 16

17.89

11.99

11.73

16.43

16.44

17.36

36.38

Oct

 

17.25 17

17.88

12.90

13.78

16.49

16.06

17.31

33.71

Nov

 

17.73 17

17.27

12.27

15.05

17.13

16.39

17.15

30.61

Dic

 

1 7.40 17

16.47

12.49

14.95

16.95

15.78

16.89

29.01

Introducción a la Energía Solar Solarimetría

Ismael Antonio Sánchez Depto. de Ciencias Energéticas

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